空分电子稿讲义.ppt

中原大化空分装置;第一章 空气的液化与分离;其具体方法是：先把空气液化,然后根据各组分沸点不同,在精馏塔内进行多次的部分冷凝和部分汽化,最终使空气分离成氧和氮氩.;因此,空分是与气体液化技术密切相关的.空气的液化需要低温，所以空分技术也是低温制冷技术。 目前空分采用的工艺方法是: 全低压分子筛流程;全低压分子筛流程;第一节 概述;1.物态;一般来说，物质都能以气态、液态或固态的形式存在，并在一定的条件下可以互相转化。例如水，平常见到的是液态；当气温低时，会结成冰，成为固态，水加热以后又可变为水蒸气。再如氧;气，人们平常接触到的是气态，如果在标准大气压下将氧气冷却到-182.8℃，就变成液态氧，如果再将液态氧进一步冷却到-218.4℃，就会凝成固体。像上面所述物质从一种聚集状态变为另一种聚集状态的现象称为状态变化或相变。;在空气分离制氧过程中就可以看到好几种物质以不同的状态出现，例如空气、氧、氮都会以气态或液态出现，二氧化碳会以气态或固态出现，空气中的水汽会以气态、液态或固态出现等。;在制氧过程中可以看到好几种物质以不同的状态出现。 例：空气.氧.氮都会以气态或液态出现。 二氧化碳会以气态或固态出现。 空气中的水汽会以气态，液态或固态出现。 ;2.基本状态参数;（1）温度;摄氏温度是以标准大气压下冰的熔点作为0度，水的沸点为100度，在0度与100度之间等分一百份，每一等份称为1度，用℃表示。低于冰点的温度用负值表示。在空分生产中常接触到用负值表示介质的温度状态。;　在热力学中经常采用“绝对温度”来表示气体温度的高低。绝对温度中每一度的大小与摄氏温度完全一样，只是起点不同。它以-273℃作为温度的零度，叫做绝对零度。这种状态实际上是达不到的，因此，用绝对温度表示的温度没有负值。在工程计算中常用绝对温度，用K表示，它与摄氏温度的关系如下。 T=273 +t K t=T-273 ℃　;（2）压力;　　由式可见，压强的大小是由压力和面积单位决定的，如果压力单位是牛顿[N]，面积单位是平方米[m2 ] ，那么压强的单位是[N/m2]，这是国际单位制中的压强单位，称为帕斯卡，简称帕，用符号Pa表示。;1工程大气压=1kgf/cm2=10000kgf/m2 1kgf/cm2=98.1kPa=735.6(mmHg)=10(mH2O) 1atm=101.3kPa=10336kgf/m2 1工程大气压=98.1KPa=0.0981MPa ;绝压，表压，真空度间的关系;;（3）比容与相对密度;单位体积气体的质量称为气体的密度，用ρ表示。即 ρ ＝G/V 公斤/米3（kg/m3) 根据以上关系可知比容与密度互为倒数。密度越大，比容越小。;固体或液体的比容（或密度）对一定物质来说，基本上是一致的，这是因为压力和温度对固体或液体的体积的变化影响不大，但对气体来说，却随温度和压力而变化，且比容（或密度）的变化要吧是很大的。对一定的气体，在一实际上的压力P和温度T下，;就有一确定的比容。也就是说，这三个状态参数之间存在着一定的关系，只要知道这三个参数中的任意两个，就可以通过一定的关系或（状态方程式）求出第三个状态参数。;3.空气的组成及其性质;（1）空气的组成;;若不考虑水蒸气、二氧化碳和各种碳氢化合物，则地面至100km高度的空气的平均组成保持恒定值。 在25km高空臭氧的含量有所增加。 在更高的高空，空气的组成随高度而变，且明显地同每天的时间及太阳活动有关。但是，空气组成的局部分布是不一致的，即使在海平面上也有不同，各个工业区空气的成分和杂质也会各不相同。;空分生产中对空气的质量要求如下： CO2≤ 724mL/L、 CO1mL/L、CH410mL/L、 C2H21mL/L、 CnHm25mL/L、 SO20.1mg/m3(标）、NO1mg/m3(标)、H2S ≤0.1mg/m3（标）、Cl20.1mg/m3（标）、H21mL/L、 NH3 ≤ 4mL/L;（ 2）空气及其各组分的性质;时，它的性质已由量变发展到质变，与气体状态时有很大差别，在空分装置中要遇到这种质变，因此对其要有所了解。;空气作为混合气体，在定压下冷凝温度要连续降低。 如在标准大气压（101.3KPa）下，空气于81.7K（露点）开始冷凝，温度降低到78.9K（泡点）时全部转变为饱和液体。这是由于高沸点组分（氧）开始冷凝较多，而低沸点组分（氮）到过程终了，才会较多地冷凝下来。;②氧和氮的性质;氧是一种无色无味的气体，标准状态下和密度是1.43Kg\m3，比空气略重。氧较难溶解于水。氧的化学性质非常